智慧手錶、健身腕帶 (fitness wrist
band) 以及耳機等眾多低功耗穿戴式裝置已紛紛推向市場。
這類的電子產品將有望在未來幾年獲得快速的增長和發展。這些產品的典型特徵是小巧輕薄、形狀各異。所用電池容量從 100mAh 到 300mAh 不等，因而對充電速率的要求也各不相同。
一般傳統的充電方式是使用插頭─插孔式 (plug-and-jack style) 連接器或 micro-USB 連接器來進行充電。但是這些連接器對於一些新推出的超薄穿戴式應用來說這些連接器的結構體積都顯得太大了，並且對於戶外穿戴環境來說，這些連接器的髒汙都是一個很嚴重的問題。
為了解決上述問題，無線充電的應用方案因此應運而生，適用於 Qi 標準 (WPC
制定) 的現有半導體裝置經過簡單調整後，就可使用於這種低功耗應用。無線充電技術是使用兩個平面線圈穿過密封外殼傳輸電源。對於低功耗穿戴式裝置而言，體積小、厚度薄的低功耗接收器線圈可以輕鬆安裝在外殼的背面或腕帶內。符合 Qi 標準的裝置為是一種成熟解決方案，除了能夠縮短產品開發時間外，同時還能讓產品可以得到現有 WPC
基礎設施的支援。
在符合 Qi 無線電源系統，於穿戴式可攜式設備中會有一個接收器 (Rx)，能為電池充電提供能源。而發送器 (Tx) 則位於固定基座中，可連接牆壁上的電源。
Tx 的輸入電源可轉換成 AC，然後在發送器線圈與 Rx 線圈靠近時，經發送器線圈磁耦合至 Rx 線圈。Rx 的輸出電壓通常為 5V，電流可達 1A，提供給穿戴式可攜式設備中的電池充電器 IC 輸入電源。
智慧型手錶所支持的功能不僅是計時而已。 它能夠執行像數學計算和異國定時模式這樣簡單的任務，像遊戲、多媒體簡訊、電話提醒和接近感知（proximity awareness）等這些較複雜的應用。
智慧型手機的功能，可實現創新的使用者信息和互動。基本型的智慧型手錶之主要元件是一顆 Bluetooth Smart 晶片、一顆微控制器（MCU）和液晶顯示器。
CSR μEnergy CSR101x 家族器件的平台就可提供一單模的 Bluetooth 低能量無線電、 整合式的 16 位元處理器和 128KB 的記憶體。它可擔任系統心臟的角色，控制所有的周邊設備。
液晶顯示螢幕把信息顯示給使用者，並具有電容/電阻的觸控功能，所以產品中就需要實體的按鍵。觸控型的液晶顯示螢幕可大幅改善使用者的體驗，讓他們可以觸控、輕敲和滑動的手勢來控制手錶的應用。
系統中的 MCU 通常可透過串列匯排流（如 SPI ）而與 LCD 連通。產品還可能還會配備一個揚聲器或壓電蜂鳴器，作為通知之用，例如警報。
為提供一個可擴展的平台，還可將另一顆微處理器整合到方案中，以提供額外的處理能力和擴展 IO，以便可在產品的設計中加進更多的感測器（如氣壓感測器）和周邊設備（例如 GPS ）。這樣就可以實現更複雜的數據處理演算法以及使用具有豐富的圖形界面作業系統。MCU 可用串列匯排流上簡單且標準的控制協議來與 CR101x 設備來連接。
穿戴式產品(如智慧手錶、手環、戒指、眼鏡等)，如果能採用上無線充電技術來設計，可以將產品完全密封，達到防水和防塵效果，不用擔心弄傷充電接觸點或孔。
無線充電 (Wireless Recharging) 技術上，可分成磁感應與磁共振兩類。三個無線充電技術聯盟則包括：無線充電聯盟 WPC(Qi) 、無線電力聯盟 A4WP 、電力事業聯盟 PMA。
三個無線電充電技術聯盟則以 WPC 聯盟成立較久，且聲勢最浩大，Google、三星、蘋果都力拱該聯盟的規格，目前已有超過 500 種 Qi
認證的產品上市。據悉 AGENT 和 Moto360 智慧手錶採用 Qi 無線充電標準。在擴充配件部份， Tylt 公司的 VÜ-Mate 和
Focuslink (中宇) 的 SP3FL-6 系列，也都是符合 Qi 標準的無線充電接收貼片，可以直接貼在 Samsung Galaxy
S4/S5/S3 或 Note 3/2 的電池上面，搭配其專屬的 Qi 充電基座，即可做無線充電。電流輸出為 0.5A，能源轉化率達到
70%，充電時間比有線充電多 1/5；此外也有廠商推出 iPhone 的充電背蓋。
磁感應的無線充電技術只限於一對一，而且只能是平面上。A4WP 聯盟(前身為 WiPower )的 Rezence 磁共振技術，讓裝置隨便放、隨便充。消費者可以在一個充電板上同時充電多台裝置，而不需要顧慮到擺放位置或方位。可以應用在一對多、非表面的產品上，因此可以實現一個無線充電板，同時為多支手機、穿戴式裝置來充電。 A4WP 由 Qualcomm 主導，Intel 也加入該聯盟，目前已知
Qualcomm 的智慧手錶 Toq 採用 A4WP 的無線充電技術。
至於另一家 PMA
聯盟則採用磁感應技術，雖也有微軟加入該聯盟，且在美國部分星巴克和麥當勞設置無線充電熱點，並提供開放的 Open Network
API，但為了對抗日益龐大的 WPC 聯盟，A4WP 和 PMA 兩家於 2014 年 2
月宣布合作，將一起制定並推出磁感應＋磁共振雙模技術的規格，並搭配其開放式網路 API 來做管理。
另外，博通 (Broadcom) 的 BCM59350 電源晶片是支援無線充電技術的高性能 PMU，同時支援了 A4WP、PMA、WPC 等三種標準，讓廠商在開發智慧型手機、穿戴式裝置時，可以更容易的將無線充電功能導入。
在穿戴式產品設計配件化及飾品化的潮流設計下，對於終端消費者而言，在不同的使用場合、時間就會產生不同的穿戴設備使用情境。例如上健身房或是進行慢跑或是游泳等活動時，就會選擇配戴防水和防汗功
能更強的運動型穿戴裝置，甚至會需要更精準的獨立型 GPS
定位功能整合，或是搭配心跳帶或是進階運動感測元件的使用。而假若消費者只是做一般的辦公、娛樂活動，則就會選擇裝飾性較強的穿戴式裝置來搭配活動場合使用。
而穿戴式產品在較耗能的無線傳輸技術需求下，大多會選擇低功耗藍牙無線傳輸技術 (Bluetooth Low Energy；BLE)
來進行搭配整合。尤其是現在的消費者對於穿戴式設備不僅要求體積要小、耗電量要低，甚至售價也要更低廉。在無線網通相關技術中，兼具這幾項特質的
Bluetooth BLE 技術方案，即可展現其更好的應用價值。
市場評估穿戴式裝置與對應的配件周邊將會在 2015
年時呈現大量的爆發成長。一方面是 iOS、Android 等嵌入式系統生態系已在系統核心相繼支援 Bluetooth BLE
技術方案。而在商用電腦、筆記型電腦使用相當普遍的 Windows 系統平台上，系統也支援 Bluetooth BLE
低功耗短距離無線傳輸技術方案，再搭配上其穿戴式設備時，即可令裝置端與行動裝置、PC、Notebook
進行深度的整合，利用無線網通技術即能實踐更多有趣的整合應用服務，也能進一步增強消費者購買穿戴式行動裝置的購買意願。
換句話說穿戴式設備比較不能像智慧型手機、平板電腦或是筆記型電腦，單一用戶者只要購買單項裝置就能滿足其使用需求。對於穿戴式裝置的應用情境而言，單一
使用者可能需要數個不同應用取向的穿戴式設備，或是甚至搭配更多專用配件進行使用。這樣的發展不僅有利於發展多樣化的穿戴式裝置，甚至連同其搭配的配件、
增強功能周邊的產品，其市場需求都也將會呈現爆炸性的成長。
目前許多智慧型手錶是被當作是智慧型手機的一種互補設備。智慧型手錶經由藍牙連接到智慧型手機，讓消費者可以以其智慧型手錶來撥打和接聽電話、檢視電子郵件和簡訊、看時間、了解最新的天氣狀況，和股票價格，所有這些功能都不再需要透過智慧型手機來執行。
Samsung Electronics 公司已經推出了其帶有健康監測傳感器的 Galaxy Gear 智慧型手錶產品線，而 Qualcomm 公司也推出其最新版本的 Qualcomm Toq 智慧型手錶，它有一個活動追蹤器（activity tracker）的特性。Intel 最近也買下了Basis 健康追蹤器（health tracker）智慧型手錶的生產廠商Basis。
智慧型手錶是一個新興的市場，而要推出體積小且外形時尚、新潮、價格經濟實惠的手錶，同時還要找到滿足需求的合適功能，是一個非常具有挑戰性的課題，當然其實用性也是一個非常關鍵。
Samsung 在去年已推出了 Galaxy Gear，透過經過強化且內建的傳感器技術，它可以像計步器一樣追蹤身體的活動。這款智慧型手錶可以讓使用者追蹤所燃燒的熱量、所走的腳步數，及走過的距離。在今年又推出了 Gear 2、Gear 2 Neo 和 Gear Fit。根據所買的設備（Gear Fit 擁有最多的健康監控功能），這些智慧型手錶可以讓使用者利用內建的心臟速率傳感器和計步器來建立個人化的健身計劃，以追蹤其運動的類型，其中可能包括跑步、走路、騎自行車（cycling）和徒步旅行（hiking）等。並且可利用 Samsung 的智慧型手機和平板設備連上網，並透過藍牙連接，以顯示郵件通知、使用電話，以及使用三星的 S Voice 語音助理。Gear 2 甚至還有一個照相機。
“2014 年將是穿戴式裝置成為關鍵性消費電子技術的一年，因為智慧型手環市場的年出貨量可望達到 800 萬個。根據市場研究機構 Canalys 估計，到 2015 年時可望超過 2300 萬個，到 2017 年時可望超過 4500 萬個。”
穿戴式裝置要邁向主流市場必須能取得量身打造的專用 SoC。目前這個新興的市場還需要有更清楚的定義應用案例以及可實現低功耗電池壽命的穿戴式裝置用 SoC。在正確的應用案例中，穿戴式裝置必須易於使用並且與其他設備相容，電池使用壽命長更是十分重要。
許多穿戴式裝置也許會被視為時尚配件，然而它至少每月得充電一次的要求則令人望而卻步。用戶希望他們的穿戴式置 " FitBits 到 Google Glass 和家用醫療設備" 都必須十分具有時尚感，且能以 Wi-Fi 或 Bluetooth 保持連接永不斷線，而且具有超長的電池續航力。當談及電池壽命時，著重的就不是表面的規格而已，而是實際使用情況，且必須定義出使用環境與主動模式。因為許多用戶想要的是可使用一星期、一個月，甚至更長時間以上連續不斷使用的裝置。
而與電池壽命有關的大部份議題的討論都來自於裝置的硬體元件。目前穿戴式裝置所用的許多晶片都會直接取自手機 SoC 的精簡版，但手機 SoC 所用的製程要求畢竟不同於智慧手錶或健身追蹤器。且最佳化硬體實現就是長效電池壽命的關鍵因素， 例如健身腕帶約需 200~300mAH，而智慧手錶約需 300~500mAH 電量。相較於智慧型手機採用多核心 CPU 的設計，穿戴式裝置可利用頻率低於 300MHz 的多種低功耗 CPU 組合。由於裝置螢幕較小，未執行 App 的裝置則無需使用繪圖核心。
此外，選擇正確的硬體堆疊與散熱方法，也是成功打造穿戴式裝置的關鍵因素之一。穿戴式裝置在平常使用時不應該發生過熱現象。
穿戴式裝置它只是一種演變而不是革命。它可說是我們經由先進硬體與軟體持續發展至今的一種延伸技術。
穿戴式裝置在做資料傳遞時，透過無線的方式來進行，優先考慮低耗電為主，距離和傳輸速度為其次。
大多數智慧手環/手錶產品都會配置藍牙傳輸元件，與手機連結，成為手機的延伸配件。為了省電，以透過 Bluetooth 4.0 LE
(BLE，低耗電藍牙，或稱 Bluetooth Smart ) 協定來跟手機做資料傳輸、認證。 BLE 做傳輸時，其距離減至 30
公尺、空中資料傳輸率為 1Mb/s，應用程式傳輸率為 0.27Mb/s，延遲時間更短 (達 6ms )，不能傳輸語音資料。
耗電量與正常藍牙模式相比，可省電 2 倍至 100 倍，操作電流低於 15mA ，目前已獲 ICT
產業認可，因此藍牙協定，可說是當今穿戴式電子裝置必備的無線通訊協定之一。
醫療用穿戴式裝置的無線網路方案，則大多採用
ANT/ANT+ 的協定，作為感應資料蒐集、遙控訊號的傳遞。由於目前大多數的手機/平板並不支援 ANT+ 協定，因此有廠商開始試推同時支援
Bluetooth 與 ANT+ 協定的心率手環 (Viiiiva) ，讓消費者不需另買 ANT+轉 Bluetooth 的 Dongle。
ZigBee 聯盟也在 2012 年訂立 ZHC (ZigBee Health Care) 的標準，ZHC 和 Bluetooth 同時獲得
CHA (Continua 健康聯盟) 的認可，因此這兩個無線通訊協定，在健身與醫療專用的穿戴式裝置上發展非常快速。同時採用 Bluetooth
和ZigBee 可構建出星型、 對等和混合的網路節點，讓控制與配對上更加方便。
NFC (Near Field Communication，近場通訊) 協定，應用在穿戴式裝置上也有增加的趨勢 (如 Fitbit Flex
手環、Sony SmartWatch 2 手錶) ，與具 NFC 功能的手機互碰一下，就能完成配對，省下繁複設定配對過程，接著便可透過
Bluetooth 來傳輸資料，讓操作更方便。至於醫療級的產品中，歐姆龍 (Omron) 也展出採用 NFC 技術的睡眠與心率監測機。
高階手持式裝置的 CPU (處理器)，已經邁向八核心的里程碑，處理速度更快。然為了減少感測器在全天候偵測、蒐集與處理上的電能消耗，許多產品已開始搭配 MCU (微控制器)，來擔任動作感應專用的協同處理器(Motion Co-processor)。
蘋果iPhone 5s、iPad Air、iPad mini 2 內建的 M7 ，便是一款協同處理器，採用 NXP LPC1800
系列的客製化 Cortex-M3 微控制器，運作時脈為 150MHz，可蒐集、量測、儲存感應到的資料(來自 STM 三軸陀螺儀、Bosch
三軸加速器、AKM
電子羅盤等感應器資訊)，縱使手機在待機中亦能運作，繼續將感測資料記錄下來，待裝置喚醒後就能夠繼續處理資料，這樣的設計可讓裝置在長時間的運作下(例
如運動)，更為省電。
穿戴式裝置的應用上，大多採用 Sensor Hub MCU，亦即採用 ARM Cortex M 系列的 MCU 來當主要控制器，以達到高效能、低耗電的目的。
Fitbit 智慧手環，採用ST 的 STM32L151C6 Cortex-M3 低功耗 16 位元 32MHz MCU。Jawbone UP
智慧手環採用 TI 的MSP430F5528 16 位元 25MHz MCU。Pebble 智慧手錶採用 ST 的 STM32F205RE
Cortex-M3 架構的 32 位元 120MHz MCU。Sony SmartWatch SW2 也採用 ST MCU，時脈為
180MHz。 Samsung 的 Galaxy Gear 智慧手錶，採用 Exynos 800MHz 單核 CPU
來做感測運算處理，可惜搭電池容量太小，連續使用 25 小時就要充電，雖效能強、但持續力不佳。Samsung 在 MWC發表的 Gear 2
家族，採用 MCU 設計，使用時間可達 2~3 天。
由此可見，為了功耗與增加電池壽命，未來將會有更多穿戴式產品改用 MCU 來當主要處理器。
